[독일] 피틀러(PITTLER T&S GMBH), 첨단 자동화 시스템 도입 공작기계 제조기업 사례 20181127
자체적인 스마트팩토리 건립하며 성장 기반 구축
2024-04-24 오후 4:44:11
□ 첨단 자동화 시스템 도입 공작기계 제조기업 사례
◇ 회사개요
◇ 중소‧중견기업에 적용된 스마트공장 올바른 사례
○ 프랑크푸르트 근처 디첸바흐에 위치한 피틀러(Pittler T&S GmbH)는 중견 규모의 제조업체로서 지난 수년간의 집중적인 연구개발과 피틀러 자체역량, DVS그룹 내 다른 회사와의 협력 등을 통해 모든 머시닝센터를 포함하는 간편한 수직선반 생산을 넘어설 정도로 기능을 향상시켰다.
○ 피틀러의 기술력은 광범위한 생산 솔루션을 위한 기술적 혁신과 고객 지향을 경영목표로 수립한 것으로 알려져 있다. 주요 이념인 ‘단위 비용 절감’을 바탕으로 천만 여대의 선반을 전 세계적으로 공급한 경험과 노하우를 살려, 고객의 요구 사항들을 체계적으로 분석한 다음 최첨단 연구 결과로 적용하여 회사 발전에 활용한다.
◇ 피틀러의 연혁
○ 1889년 이 회사 설립자 ‘빌헬름 톤 피틀러’의 이름을 따서 ‘피틀러’라고 명명했다. 1903년 몇 개의 스핀이 동시에 작동하는 시스템을 최초로 가동하기 시작했지만, 이후에 회사 자체도 정치상황이나 경제적 여건에 따라 부침을 겪게 되었다.
○ 1차 대전과 경제공항 때는 어려움을 겪기도 했지만 1945년 동독지역 라이프찌히에서 활동할 때는 고용인원이 4,500명일 정도로 성장했다.
2차 대전을 거치면서 라이프찌히 공장이 문을 닫았지만 1949년 랑엔이라는 지역에서 다시 피틀러라는 이름으로 회사를 재건했다. 1961년에 처음으로 컴퓨터로 자동 운전되는 천공기계를 생산했다.
○ 1988년 CNC 기계를 별도 모델명으로 만들었고, 이후 수직가공기계, 그리고 1990년에 통일이 되고 나서 처음으로 자동화된 시스템으로 부품을 운반 수직가공 운반하는 시스템을 개발했다.
○ 2002년 DVS그룹 계열사로 편입되었으며 2005년에 랑엔에 있던 공장을 이곳 디첸바흐로 이전해왔다.
◇ 피틀러사의 PV SL시리즈
○ 피틀러사의 PV SL(Pittler Vertical Self-Loading) 시리즈는 무거운 가공물의 황삭 작업뿐만 아니라 초정밀도가 필요한 마무리 작업에도 사용할 수 있다.
○ PV SL시리즈는 매우 복잡한 시스템을 밀링과 드릴링, 연삭작업을 통합하여 완벽하게 작업을 할 수 있게 설계했음. 또한 기계를 쉽게 동시 작동하게 하는 것뿐만 아니라 비생산시간을 크게 단축시켰으며, 평행과 더불어 후속 작업을 동시 할 수 있는 다중 스핀들 버전으로 사용할 수 있다.
○ PV SL시리즈는 단일/이중의 독립 스핀들과 크로스 슬라이드 모듈 개념을 기반으로 하고 있으며, 천연 화강암 베드를 선택적으로 사용하여 생산제품의 표면품질과 생산허용오차를 최적화한다.
▲ PV SL시리즈[출처=브레인파크]
○ 가공하는 큰 부품은 하나 또는 두 개의 클램핑 위치에서 완벽하게 완성시킬 수 있으며, Oscillating slide 시스템에서의 주요 작업시간 동안 셋업을 병렬식으로 할 수 있다.
다기능 공구 헤드의 선택은 수직 선반을 모든 종류의 생산 공정에서 거의 무한한 가능성을 가진 5축 머시닝 센터로 바꿀 수 있다.
◇ 피틀러 제품의 2가지 주요 성능 포인트
○ 직경이 큰 부품들의 작업도 생산라인에서 가능하게끔 지속적으로 확장되고 있으며 5,000㎜ 회전직경과 25 톤까지의 무게를 가진 부품도 전혀 문제가 없다.
○ 시스템 유연성을 지속적으로 개선하고 있으며 모듈들은 연삭, 밀링, 스카이빙(모서리깍음질) 면에서 기계의 성능향상이 요구되고 있다.
특히 대형 부품 심지어는 대칭적으로 회전하지 않는 요소가 있는 가공품까지도 rechucking없이 완전하게 가공을 한다는 것을 의미한다.
○ 디스커스는 세계적인 표면 연삭기 제조업체 중 하나로 자동차, 베어링, 시계산업 등에 활용되고 있다.
◇ 공작기계 부문 세계 최고의 기술 보유
○ 피틀러는 DVS의 계열사로 연수단이 방문한 곳은 피틀러와 디스쿠스(Diskus)가 절반씩 사용하고 있었다. 피틀러 이외에 2개의 공작기계 회사가 DVS 그룹에 포함되어 있다.
○ DVS는 독일 전역에 디첸바흐(Diezenbach) 정도 규모의 생산 공장을 6개 정도 갖고 있다. DVS의 계열사인 피틀러는 기계의 부품을 제작하는 공작기계 부분에서는 세계 최고의 기술을 가지고 있는 회사로 120명의 종업원을 두고 있다.
○ DVS는 일본을 제외하고 자동차 생산에 가장 큰 영향력을 행사하고 있는 회사로 현대자동차도 DVS의 공작기계를 사용하고 있다. 현대와 같은 완성차 회사뿐만 아니라 자동차 회사에 부품을 공급하는 회사에도 많은 공작기계를 공급하고 있다.
○ DVS에 고용된 인력은 1,200명이며, 매출은 연간 2억6천만 유로에 이른다. 영업전략은 매우 단순하다. 사람이 많고 자동차가 많이 필요한 곳에 진출하여 공격적으로 제품을 홍보하는 것이다.
이런 공격적인 전략 덕분에 지난 15년 동안 독일 전체 공작기계 평균 성장률의 2배에 이르는 괄목할 만한 성장을 이루었다고 한다.
○ DVS의 성장을 높게 평가할 수밖에 없는 것은 이른바 M&A와 같은 생산 외적인 성장이 아니라 내부적인 성장을 통해서 달성한 성과이기 때문이다.
◇ 아시아 시장 22% 차지
○ DVS의 계열사인 피틀러의 전체 시장 중 아시아 시장이 22%를 차지하고 있으며, 매년 10%~15% 정도의 급격한 성장 추세를 이어가고 있다. 중국이 가장 큰 시장이고 이어서 한국, 인도 순이라고 한다.
미국시장도 매년 11% 정도씩 성장하고 있다. 지금까지 미국시장은 판매법인만 운영했지만, 앞으로 매출이 늘어날 것으로 보고 최근에 자체 공장을 만들었다.
◇ 중소기업에 적용된 스마트공장
○ 프랑크푸르트 근처 디첸바흐에 위치한 Pittler T&S GmbH는 중소규모의 제조업체로서 지난 수년간의 집중적인 연구개발과 Pittler T&S 자체역량, DVS그룹 내 다른 회사와의 협력 등을 통해 모든 머시닝센터를 포함하는 간편한 수직선반 생산을 넘어설 정도로 기능을 향상시켰다.
▲ 피틀러사 공장 외부 모습[출처=브레인파크]
○ Pittler 기술력은 광범위한 생산 솔루션을 위한 기술적 혁신과 고객 지향을 경영목표로 수립한 것으로 알려져 있다. 주요 이념인 '단위 비용 절감'을 바탕으로 1000만 여대의 선반을 전 세계적으로 공급한 경험과 노하우를 살려, 고객의 요구 사항들을 체계적으로 분석, 최첨단 연구 결과로 적용하여 회사 발전에 활용한다.
○ DVS도 트럼프와 마찬가지로 스마트 팩토리 구현에 앞장서고 있다. DVS는 많은 계열사의 정보와 신기술을 공개해서 플랫폼을 통해 공유하도록 하고 이런 시스템을 통해 다른 엔지니어가 한 시스템 속에서 활용할 수 있도록 하고 있다.
DVS는 이를 통해 계열사 직원들이 독자적인 기술을 바탕으로 고유의 특성있는 생산품을 만들어내는데 도움을 주고 있다고 본다.
○ 원자재가 자동 지게차에 실려 와서 제품을 생산한 다음 최종 운반과 포장까지 전 공정을 자동으로 하는 스마트 공장을 운영하고 있다.
◇ 자체적인 스마트팩토리 건립
○ 2016년에 24만 개 부품을 벤츠에 공급하기 위한 목적으로 벤츠의 주문에 따라 작업을 신속하고 정확하게 하기 위해 자체적인 스마트 팩토리를 만들었다.
벤츠사가 원래는 차종별로 16여 개의 회사에 분리 발주하던 부품들을 피틀러사의 스마트팩토리에 일괄 발주하게 된 것이다. 다품종 소량생산이라는 스마트팩토리의 장점을 잘 살린 사례이다.
○ 이 공장은 모든 공정이 자동화 되어 있고 사람이 없이 GPS신호로 이동한다. 자체 독자기술인 두 개의 공정을 동시에 수행하는 모델을 적용했다. 자동차 생산공장과 동시간에 데이터를 주고받으며 생산여부를 결정한다.
○ 운반, 공정, 세척, 측정, 코드새김, 마지막으로 측정을 거쳐 합격한 제품만 자동으로 포장이 되고 있다. 공정 과정에서 이력이 등록되는 순간부터 벤츠도 이 부품에 대한 이력을 공유하게 되는 시스템을 갖추고 있다.
○ 칩에 저장되어 있는 정보를 가지고 완성품을 지게차가 자동으로 다음 장소로 이송하고 있고, 지게차는 충전도 스스로 한다. 피틀러는 곧 칼스루 인근 도시에 제2의 스마트팩토리 공장을 준공할 계획이다.
○ 스마트 팩토리에서는 연간 부품을 1,100만 개 정도 생산한다. 20초 마다 공작기계들이 필요한 부품 한 개를 생산하는 것이다. 이런 방법으로 아우디 자동차에도 연간 3백만 개의 부품을 공급하고 있다.
○ 갈수록 에너지 절약이 테마가 되고 있고, 이산화탄소 배출 문제도 심각해지고 있는데, 이 공장은 이산화탄소 배출 0을 기록하고 있다. 현대화된 기어 장비를 생산하는 공장 내부가 병원만큼 깨끗한 상태를 유지하고 있다.
○ 또 다른 계열사인 디스쿠스(Diskus)도 공정 자동화에 많은 투자를 하는 기업으로 기계와 앱을 연결해서 휴대폰으로 운전을 할 수 있는 시스템을 갖추고 있다.
디스쿠스(Diskus) 페이스 그라인딩 한 가지 분야에만 집중하고 있는 회사이다. 1911년 설립되었으며 90명의 직원을 두고 연간 20대의 기계를 생산하고 있다. 온갖 모양의 부품을 모두 연마할 수 있으며, IONIC18 측정시스템은 디스쿠스사의 특허 기술이다.
◇ 부품생산은 R&D의 한 과정
○ 피틀러는 연간 2천 만 개의 승용차용 기어를 생산하고 있는데, 벤츠자동차에 들어가는 디스크 패드도 피틀러의 중요한 수입원이다.
공작기계를 생산하는 데만 집중하지 않고 실제 공작기계를 이용해서 부품생산을 대행하면서도 수입을 올리는 것이다. 피틀러는 주문이 들어오면 최종 완성제품이 만들어질 때까지 고객과 항상 함께 하고 있다.
○ 공작기계만 생산하는 것이 아니라 생산한 기계를 가지고 부품을 직접 생산해 보아야 더 좋은 기계를 만들어낼 수 있다. 부품 생산과정에서 부족한 부분을 발견해서 수정하고, 새로운 기술을 개발할 수 있는 것이다.
피틀러가 부품 생산을 병행하는 것은 단순한 매출 증대에만 목적이 있는 것이 아니라 공작기계의 성능을 검증하고 새로운 혁신기술을 개발하기 위한 연구개발에도 목적이 있는 것이다.
◇ 무인 수송 시스템을 이용한 효율성 증대
○ 피틀러사가 운영하고 있는 공장은 무인 수송 시스템을 이용하여 원자재와 완성품을 수송한다. 작업장의 레이아웃은 작업 순서에 맞게 제품 생산 시설, 자동측정 및 레이저마킹 스테이션, 세척장, 철제부스러기 재활용 수집장, 포장 및 적재소 등으로 구성되어 있다.
○ 공장에 도착한 원자재는 운송팔렛에서 무인수송시스템으로 운반, 기계가공 센터로 옮겨진다. 무인수송시스템과 원자재는 RFID칩이 내장되어 있어 작업장내에서 정보를 송·수신하고 이에 따라 자동으로 정확한 작업 스테이션으로 옮겨진다.
○ 이어 로봇을 이용하여 자재를 자동 기계가공센터에 장착하면, 피틀러사에서 제작한 PV400 고효율 4축가공기로 조정, 선삭, 타공, 모서리 절삭, 측정의 순서로 자재를 제품으로 가공하게 된다.
○ 이후 가공된 제품을 자동으로 세척장으로 수송하여 세척한 이후, 검품장으로 옮겨 제품의 치수를 측정하고 불량품을 선별하는 검품 과정을 거친다.
이후 완성된 부품은 마킹장으로 옮겨 자동 마킹 과정과 포장 과정을 거치게 된다. 포장까지 마친 완성 부품은 고객사 팔렛에 자동으로 적재된다.
▲ 피틀러사 공장 생산라인 레이아웃[출처=브레인파크]
◇ 시스템 유연성 향상을 위한 개발
○ 피틀러사는 직경이 큰 부품들의 작업도 생산라인에서 가능하게끔 지속적으로 제품라인을 확장하고 있으며 5,000㎜ 회전직경과 25톤까지의 무게를 가진 부품을 다루는데도 문제가 없을 정도의 기술력을 확보했다.
○ 현재 시스템 유연성을 지속적으로 개선하고 있으며 연삭, 밀링, 스카이빙(모서리깍음질) 면에서 기계의 성능 향상이 이뤄지고 있다. 대형 부품이나 대칭적으로 회전하지 않는 요소가 있는 가공품까지도 완전하게 가공이 가능하다.
▲ Oscillating slide 시스템[출처=브레인파크]
◇ 내경 연마 공작기계 생산 프레베마(Prewema)
○ DVS는 한 그룹이기는 하지만 소속사의 독자적인 경영과 기술개발을 최대한 보장하고 있다. DVS에서 그룹이라는 것은 특정한 영향을 미치는 체제가 아니라 전체를 아우르는 우산 정도의 역할을 한다고 보면 된다. 역시 DVS 그룹의 일원인 프레베마(Pre-wema)는 내경 연마 공작기계 생산회사로 세계 시장의 82%를 점유하고 있다.
▲ 내경 연마 공작기계[출처=브레인파크]
□ 질의응답
◇ 고객이 원하는 맞춤형 부품 생산기계 제작이 목표
- 고객이 원하는 규격에 따라 장비제작이 가능한지.
"이 회사가 추구하는 목표는 일반화된 부품을 생산하는 기계가 아니라 고객이 원하는 특정부품을 생산하는 기계를 공급하는 것이다."
- 어떤 방식으로 주문받고 어떻게 고객을 형성하고 사후관리하는지.
"어떤 회사가 필요하는 부품을 제작하기 위한 원자재, 설계 등을 보내면 우리가 어떤 공작기계를 제공할지를 협의한다."
◇ 정부 지원 없이 매출의 10%를 R&D에 투자
- R&D 비용이 얼마나 들며 정부지원을 받는지.
"연구개발은 그룹내에서 같이 하고 대략 매출의 10%가량 투자한다. 기존의 서독지역은 정부지원이 거의 없고 동독지역은 R&D투자에 대해 정부가 지원한다."
- 한국 납품 분야와 실적은.
"4년전 한국에 진출했다. 피틀러에서 만든장비 5~6대가 한국에서 사용중이다. 한 곳은 조선업체이고 나머지는 자동차 제조업체이다."
- 한국에 유지보수는.
"DVS 서비스가 중국에 있어서 거기서 해결하고 있다."
- 인터넷으로 유지보수 가능한지.
"많은 기계의 데이터를 바탕으로 문제점을 찾아내고 화상통화 등으로 상담하고 있다."
◇ 자동화 공정을 심화하여 100% 소량생산 맞춤형 제품을 타겟
- 여러 공장에서 생산하던 기존 양산제품을 스마트팩토리에서 한 공장에서 생산하는 것은 이익이 나는 것으로 가정했을텐데 어떤 점에서 이익이 날 수 있었는지.
"심화된 자동화공정을 통해 비용을 절감하고 최적화했다."
- 이 회사의 제품을 통해 어떻게 스마트화를 달성할 수 있는지.
"다른 공작기계 회사들은 대량생산을 위한 공작기계를 만들지만 우리는 100% 소량생산 맞춤형 제품을 타깃으로 한다. 우리의 제품은 지구상 어느 회사도 만들 수 없다. 스마트화는 대량생산의 효율화보다 다품종 소량생산에 효율적인 방식이다."
□ 참가자 코멘트
◇ ㅇㅇㅇㅇ시스템 ㅇㅇㅇ 대표 : 장비의 지속적 혁신으로 스마트공장 완공
○ 1889년부터 기계식 수평선반 제작을 시작으로 CNC 수직, 수평 선반을 제작해온 기업이다. 지속적인 기술 혁신으로 기어 치형을 외부와 내부를 동시에 가공하며, 생산성 향상을 위해서 장비간의 제품이동 로봇을 적용하고 공정을 단순화하는 Smart한 장비를 생산한다.
○ 기어 가공을 하는 스마트 팩토리를 완공하여, 가공, 물류, 검사, 포장에서 관리까지 가능한 공장을 완공하여 운영하고 있으며, 이를 사업화 한다.
○ 피틀러는 스마트팩토리의 필수를 위해서 장비를 지속적으로 혁신한다. 또 장비간의 연결을 통해 융복합 형으로 생산성을 향상한다.
○ 스마트 팩토리를 완성해서 수익을 올리고 이를 사업화 한다. 이 과정에 모 회사인 10개의 기업의 협업이 중요한 역할을 했다.
◇ ㅇㅇ기계공업㈜ ㅇㅇㅇ 실장 : 깔끔한 공장 외형도 신뢰도 확보에 기여
○ 피틀러사는 Industry 4.0을 보고 배우기에 적합한 회사는 아니었지만, 공장외형을 보고 배울 점이 있었다. 한국처럼 간단한 철골구조의 공장 외벽에 깔끔하고 세련된 사무동을 연결한 모습은 한국에서 쉽게 찾아보기 힘든 중소기업의 모습이었다.
○ 한국의 많은 중소기업들은 정형화되고 오래된 공장 모습에서 벗어나지 못하고 있는 점을 생각했을 때 공장스마트화도 이루면서 선진국 공장처럼 깔끔하고 청결한 공장이 많아졌으면 좋겠다.
고객들은 공장 내 설비시설 뿐만 아니라 외형적 기준에서도 중소기업의 수준을 판단하리라 생각하며, 좋은 공장은 고객들이 방문했을 때 신뢰도를 충분히 높일 수 있겠다고 생각했다.
◇ ㅇㅇㅇㅇ연구원 ㅇㅇㅇ 연구위원 : 미래의 공장 변화를 보여준 사례
○ 피틀러사에 속한 DVS 기술그룹과 함께 조성한 벤츠 자동차에 납품함 16개의 다른 휠을 생산하는 완전 무인화되고 최적의 정보공유와 생산효율화를 달성한 스마트팩토리는 앞으로 미래의 공장이 어떻게 변화할지 보여주는 주요 사례로 판단된다.
○ 벤츠사와 연동된 SCM을 기반으로 재고없이 생산하고 전 생산프로세스가 전 자동으로 가공되며 프로세스 간 연결 또한 실시간 정보를 기반으로 인공지능을 통한 분석으로 작업지시, 스케줄링, 기계 간 운반 등이 이루어져 최적의 프로세스로 생산라인이 운영되고 있어 향후 실제 제조 공장 방문을 통해 현장을 꼭 볼 필요가 있다.
◇ ㅇㅇ도청 ㅇㅇㅇ 주무관 : 독자적 제품으로 이룬 100년 역사 중소기업 인상적
○ 100년 역사를 가진 중소기업으로 고부가가치가 있는 특수 부품을 자동화시스템을 통해 제작하여 독자적인 제품으로 경쟁력을 가지고 있었다.
◇ ㅇㅇ도청 ㅇㅇㅇ 물류담당 : 잘하는 것에 집중하여 자동화한 사례
○ 피틀러사는 중견규모의 제조업체로서 집중적인 연구개발과 DVS그룹 내 다른 회사와의 협력을 통해 생산기술을 향상시키고 있다. 기술적 혁신을 통한 최첨단 자동화와 단위비용 절감을 하고 있다.
○ 현대의 기업은 기업이 가장 잘 할 수 있는 한가지만 집중하고 나머지는 모두 아웃소싱 하는 추세임을 감안하여 우리 경남의 제조업에서도 피틀러사와 같은 첨단 자동화 시스템을 도입 시 경쟁력이 있을 것 같다.
| 피틀러(PITTLER T&S GMBH) | ||||
 |
Johannes-Gutenberg-Str. 1, 63128 Dietzenbach Tel: +49 6074 4873 252 www.pittler.de |
|||
| 방문연수 | 독일 | 디첸바흐 | ||
◇ 회사개요
|
연도 |
내용 |
|
설립년도 |
1889년 |
|
창업자 |
Wilhelm von Pittler(공구 발명가) |
|
회사 운영 연수 |
약 120년 |
|
수상 내역 |
중국의 Rigner Technology Innovation Award 수상 |
|
협력 회사 |
DVS 그룹 |
|
보유 기술 |
∙ 수직 자동 로딩(정밀 가공, 황삭 작업) 등 |
◇ 중소‧중견기업에 적용된 스마트공장 올바른 사례
○ 프랑크푸르트 근처 디첸바흐에 위치한 피틀러(Pittler T&S GmbH)는 중견 규모의 제조업체로서 지난 수년간의 집중적인 연구개발과 피틀러 자체역량, DVS그룹 내 다른 회사와의 협력 등을 통해 모든 머시닝센터를 포함하는 간편한 수직선반 생산을 넘어설 정도로 기능을 향상시켰다.
○ 피틀러의 기술력은 광범위한 생산 솔루션을 위한 기술적 혁신과 고객 지향을 경영목표로 수립한 것으로 알려져 있다. 주요 이념인 ‘단위 비용 절감’을 바탕으로 천만 여대의 선반을 전 세계적으로 공급한 경험과 노하우를 살려, 고객의 요구 사항들을 체계적으로 분석한 다음 최첨단 연구 결과로 적용하여 회사 발전에 활용한다.
◇ 피틀러의 연혁
○ 1889년 이 회사 설립자 ‘빌헬름 톤 피틀러’의 이름을 따서 ‘피틀러’라고 명명했다. 1903년 몇 개의 스핀이 동시에 작동하는 시스템을 최초로 가동하기 시작했지만, 이후에 회사 자체도 정치상황이나 경제적 여건에 따라 부침을 겪게 되었다.
○ 1차 대전과 경제공항 때는 어려움을 겪기도 했지만 1945년 동독지역 라이프찌히에서 활동할 때는 고용인원이 4,500명일 정도로 성장했다.
2차 대전을 거치면서 라이프찌히 공장이 문을 닫았지만 1949년 랑엔이라는 지역에서 다시 피틀러라는 이름으로 회사를 재건했다. 1961년에 처음으로 컴퓨터로 자동 운전되는 천공기계를 생산했다.
○ 1988년 CNC 기계를 별도 모델명으로 만들었고, 이후 수직가공기계, 그리고 1990년에 통일이 되고 나서 처음으로 자동화된 시스템으로 부품을 운반 수직가공 운반하는 시스템을 개발했다.
○ 2002년 DVS그룹 계열사로 편입되었으며 2005년에 랑엔에 있던 공장을 이곳 디첸바흐로 이전해왔다.
◇ 피틀러사의 PV SL시리즈
○ 피틀러사의 PV SL(Pittler Vertical Self-Loading) 시리즈는 무거운 가공물의 황삭 작업뿐만 아니라 초정밀도가 필요한 마무리 작업에도 사용할 수 있다.
○ PV SL시리즈는 매우 복잡한 시스템을 밀링과 드릴링, 연삭작업을 통합하여 완벽하게 작업을 할 수 있게 설계했음. 또한 기계를 쉽게 동시 작동하게 하는 것뿐만 아니라 비생산시간을 크게 단축시켰으며, 평행과 더불어 후속 작업을 동시 할 수 있는 다중 스핀들 버전으로 사용할 수 있다.
○ PV SL시리즈는 단일/이중의 독립 스핀들과 크로스 슬라이드 모듈 개념을 기반으로 하고 있으며, 천연 화강암 베드를 선택적으로 사용하여 생산제품의 표면품질과 생산허용오차를 최적화한다.
▲ PV SL시리즈[출처=브레인파크]
○ 가공하는 큰 부품은 하나 또는 두 개의 클램핑 위치에서 완벽하게 완성시킬 수 있으며, Oscillating slide 시스템에서의 주요 작업시간 동안 셋업을 병렬식으로 할 수 있다.
다기능 공구 헤드의 선택은 수직 선반을 모든 종류의 생산 공정에서 거의 무한한 가능성을 가진 5축 머시닝 센터로 바꿀 수 있다.
◇ 피틀러 제품의 2가지 주요 성능 포인트
○ 직경이 큰 부품들의 작업도 생산라인에서 가능하게끔 지속적으로 확장되고 있으며 5,000㎜ 회전직경과 25 톤까지의 무게를 가진 부품도 전혀 문제가 없다.
○ 시스템 유연성을 지속적으로 개선하고 있으며 모듈들은 연삭, 밀링, 스카이빙(모서리깍음질) 면에서 기계의 성능향상이 요구되고 있다.
특히 대형 부품 심지어는 대칭적으로 회전하지 않는 요소가 있는 가공품까지도 rechucking없이 완전하게 가공을 한다는 것을 의미한다.
○ 디스커스는 세계적인 표면 연삭기 제조업체 중 하나로 자동차, 베어링, 시계산업 등에 활용되고 있다.
◇ 공작기계 부문 세계 최고의 기술 보유
○ 피틀러는 DVS의 계열사로 연수단이 방문한 곳은 피틀러와 디스쿠스(Diskus)가 절반씩 사용하고 있었다. 피틀러 이외에 2개의 공작기계 회사가 DVS 그룹에 포함되어 있다.
○ DVS는 독일 전역에 디첸바흐(Diezenbach) 정도 규모의 생산 공장을 6개 정도 갖고 있다. DVS의 계열사인 피틀러는 기계의 부품을 제작하는 공작기계 부분에서는 세계 최고의 기술을 가지고 있는 회사로 120명의 종업원을 두고 있다.
○ DVS는 일본을 제외하고 자동차 생산에 가장 큰 영향력을 행사하고 있는 회사로 현대자동차도 DVS의 공작기계를 사용하고 있다. 현대와 같은 완성차 회사뿐만 아니라 자동차 회사에 부품을 공급하는 회사에도 많은 공작기계를 공급하고 있다.
○ DVS에 고용된 인력은 1,200명이며, 매출은 연간 2억6천만 유로에 이른다. 영업전략은 매우 단순하다. 사람이 많고 자동차가 많이 필요한 곳에 진출하여 공격적으로 제품을 홍보하는 것이다.
이런 공격적인 전략 덕분에 지난 15년 동안 독일 전체 공작기계 평균 성장률의 2배에 이르는 괄목할 만한 성장을 이루었다고 한다.
○ DVS의 성장을 높게 평가할 수밖에 없는 것은 이른바 M&A와 같은 생산 외적인 성장이 아니라 내부적인 성장을 통해서 달성한 성과이기 때문이다.
◇ 아시아 시장 22% 차지
○ DVS의 계열사인 피틀러의 전체 시장 중 아시아 시장이 22%를 차지하고 있으며, 매년 10%~15% 정도의 급격한 성장 추세를 이어가고 있다. 중국이 가장 큰 시장이고 이어서 한국, 인도 순이라고 한다.
미국시장도 매년 11% 정도씩 성장하고 있다. 지금까지 미국시장은 판매법인만 운영했지만, 앞으로 매출이 늘어날 것으로 보고 최근에 자체 공장을 만들었다.
◇ 중소기업에 적용된 스마트공장
○ 프랑크푸르트 근처 디첸바흐에 위치한 Pittler T&S GmbH는 중소규모의 제조업체로서 지난 수년간의 집중적인 연구개발과 Pittler T&S 자체역량, DVS그룹 내 다른 회사와의 협력 등을 통해 모든 머시닝센터를 포함하는 간편한 수직선반 생산을 넘어설 정도로 기능을 향상시켰다.
▲ 피틀러사 공장 외부 모습[출처=브레인파크]
○ Pittler 기술력은 광범위한 생산 솔루션을 위한 기술적 혁신과 고객 지향을 경영목표로 수립한 것으로 알려져 있다. 주요 이념인 '단위 비용 절감'을 바탕으로 1000만 여대의 선반을 전 세계적으로 공급한 경험과 노하우를 살려, 고객의 요구 사항들을 체계적으로 분석, 최첨단 연구 결과로 적용하여 회사 발전에 활용한다.
○ DVS도 트럼프와 마찬가지로 스마트 팩토리 구현에 앞장서고 있다. DVS는 많은 계열사의 정보와 신기술을 공개해서 플랫폼을 통해 공유하도록 하고 이런 시스템을 통해 다른 엔지니어가 한 시스템 속에서 활용할 수 있도록 하고 있다.
DVS는 이를 통해 계열사 직원들이 독자적인 기술을 바탕으로 고유의 특성있는 생산품을 만들어내는데 도움을 주고 있다고 본다.
○ 원자재가 자동 지게차에 실려 와서 제품을 생산한 다음 최종 운반과 포장까지 전 공정을 자동으로 하는 스마트 공장을 운영하고 있다.
◇ 자체적인 스마트팩토리 건립
○ 2016년에 24만 개 부품을 벤츠에 공급하기 위한 목적으로 벤츠의 주문에 따라 작업을 신속하고 정확하게 하기 위해 자체적인 스마트 팩토리를 만들었다.
벤츠사가 원래는 차종별로 16여 개의 회사에 분리 발주하던 부품들을 피틀러사의 스마트팩토리에 일괄 발주하게 된 것이다. 다품종 소량생산이라는 스마트팩토리의 장점을 잘 살린 사례이다.
○ 이 공장은 모든 공정이 자동화 되어 있고 사람이 없이 GPS신호로 이동한다. 자체 독자기술인 두 개의 공정을 동시에 수행하는 모델을 적용했다. 자동차 생산공장과 동시간에 데이터를 주고받으며 생산여부를 결정한다.
○ 운반, 공정, 세척, 측정, 코드새김, 마지막으로 측정을 거쳐 합격한 제품만 자동으로 포장이 되고 있다. 공정 과정에서 이력이 등록되는 순간부터 벤츠도 이 부품에 대한 이력을 공유하게 되는 시스템을 갖추고 있다.
○ 칩에 저장되어 있는 정보를 가지고 완성품을 지게차가 자동으로 다음 장소로 이송하고 있고, 지게차는 충전도 스스로 한다. 피틀러는 곧 칼스루 인근 도시에 제2의 스마트팩토리 공장을 준공할 계획이다.
○ 스마트 팩토리에서는 연간 부품을 1,100만 개 정도 생산한다. 20초 마다 공작기계들이 필요한 부품 한 개를 생산하는 것이다. 이런 방법으로 아우디 자동차에도 연간 3백만 개의 부품을 공급하고 있다.
○ 갈수록 에너지 절약이 테마가 되고 있고, 이산화탄소 배출 문제도 심각해지고 있는데, 이 공장은 이산화탄소 배출 0을 기록하고 있다. 현대화된 기어 장비를 생산하는 공장 내부가 병원만큼 깨끗한 상태를 유지하고 있다.
○ 또 다른 계열사인 디스쿠스(Diskus)도 공정 자동화에 많은 투자를 하는 기업으로 기계와 앱을 연결해서 휴대폰으로 운전을 할 수 있는 시스템을 갖추고 있다.
디스쿠스(Diskus) 페이스 그라인딩 한 가지 분야에만 집중하고 있는 회사이다. 1911년 설립되었으며 90명의 직원을 두고 연간 20대의 기계를 생산하고 있다. 온갖 모양의 부품을 모두 연마할 수 있으며, IONIC18 측정시스템은 디스쿠스사의 특허 기술이다.
◇ 부품생산은 R&D의 한 과정
○ 피틀러는 연간 2천 만 개의 승용차용 기어를 생산하고 있는데, 벤츠자동차에 들어가는 디스크 패드도 피틀러의 중요한 수입원이다.
공작기계를 생산하는 데만 집중하지 않고 실제 공작기계를 이용해서 부품생산을 대행하면서도 수입을 올리는 것이다. 피틀러는 주문이 들어오면 최종 완성제품이 만들어질 때까지 고객과 항상 함께 하고 있다.
○ 공작기계만 생산하는 것이 아니라 생산한 기계를 가지고 부품을 직접 생산해 보아야 더 좋은 기계를 만들어낼 수 있다. 부품 생산과정에서 부족한 부분을 발견해서 수정하고, 새로운 기술을 개발할 수 있는 것이다.
피틀러가 부품 생산을 병행하는 것은 단순한 매출 증대에만 목적이 있는 것이 아니라 공작기계의 성능을 검증하고 새로운 혁신기술을 개발하기 위한 연구개발에도 목적이 있는 것이다.
◇ 무인 수송 시스템을 이용한 효율성 증대
○ 피틀러사가 운영하고 있는 공장은 무인 수송 시스템을 이용하여 원자재와 완성품을 수송한다. 작업장의 레이아웃은 작업 순서에 맞게 제품 생산 시설, 자동측정 및 레이저마킹 스테이션, 세척장, 철제부스러기 재활용 수집장, 포장 및 적재소 등으로 구성되어 있다.
○ 공장에 도착한 원자재는 운송팔렛에서 무인수송시스템으로 운반, 기계가공 센터로 옮겨진다. 무인수송시스템과 원자재는 RFID칩이 내장되어 있어 작업장내에서 정보를 송·수신하고 이에 따라 자동으로 정확한 작업 스테이션으로 옮겨진다.
○ 이어 로봇을 이용하여 자재를 자동 기계가공센터에 장착하면, 피틀러사에서 제작한 PV400 고효율 4축가공기로 조정, 선삭, 타공, 모서리 절삭, 측정의 순서로 자재를 제품으로 가공하게 된다.
○ 이후 가공된 제품을 자동으로 세척장으로 수송하여 세척한 이후, 검품장으로 옮겨 제품의 치수를 측정하고 불량품을 선별하는 검품 과정을 거친다.
이후 완성된 부품은 마킹장으로 옮겨 자동 마킹 과정과 포장 과정을 거치게 된다. 포장까지 마친 완성 부품은 고객사 팔렛에 자동으로 적재된다.
▲ 피틀러사 공장 생산라인 레이아웃[출처=브레인파크]
◇ 시스템 유연성 향상을 위한 개발
○ 피틀러사는 직경이 큰 부품들의 작업도 생산라인에서 가능하게끔 지속적으로 제품라인을 확장하고 있으며 5,000㎜ 회전직경과 25톤까지의 무게를 가진 부품을 다루는데도 문제가 없을 정도의 기술력을 확보했다.
○ 현재 시스템 유연성을 지속적으로 개선하고 있으며 연삭, 밀링, 스카이빙(모서리깍음질) 면에서 기계의 성능 향상이 이뤄지고 있다. 대형 부품이나 대칭적으로 회전하지 않는 요소가 있는 가공품까지도 완전하게 가공이 가능하다.
▲ Oscillating slide 시스템[출처=브레인파크]
◇ 내경 연마 공작기계 생산 프레베마(Prewema)
○ DVS는 한 그룹이기는 하지만 소속사의 독자적인 경영과 기술개발을 최대한 보장하고 있다. DVS에서 그룹이라는 것은 특정한 영향을 미치는 체제가 아니라 전체를 아우르는 우산 정도의 역할을 한다고 보면 된다. 역시 DVS 그룹의 일원인 프레베마(Pre-wema)는 내경 연마 공작기계 생산회사로 세계 시장의 82%를 점유하고 있다.
▲ 내경 연마 공작기계[출처=브레인파크]
□ 질의응답
◇ 고객이 원하는 맞춤형 부품 생산기계 제작이 목표
- 고객이 원하는 규격에 따라 장비제작이 가능한지.
"이 회사가 추구하는 목표는 일반화된 부품을 생산하는 기계가 아니라 고객이 원하는 특정부품을 생산하는 기계를 공급하는 것이다."
- 어떤 방식으로 주문받고 어떻게 고객을 형성하고 사후관리하는지.
"어떤 회사가 필요하는 부품을 제작하기 위한 원자재, 설계 등을 보내면 우리가 어떤 공작기계를 제공할지를 협의한다."
◇ 정부 지원 없이 매출의 10%를 R&D에 투자
- R&D 비용이 얼마나 들며 정부지원을 받는지.
"연구개발은 그룹내에서 같이 하고 대략 매출의 10%가량 투자한다. 기존의 서독지역은 정부지원이 거의 없고 동독지역은 R&D투자에 대해 정부가 지원한다."
- 한국 납품 분야와 실적은.
"4년전 한국에 진출했다. 피틀러에서 만든장비 5~6대가 한국에서 사용중이다. 한 곳은 조선업체이고 나머지는 자동차 제조업체이다."
- 한국에 유지보수는.
"DVS 서비스가 중국에 있어서 거기서 해결하고 있다."
- 인터넷으로 유지보수 가능한지.
"많은 기계의 데이터를 바탕으로 문제점을 찾아내고 화상통화 등으로 상담하고 있다."
◇ 자동화 공정을 심화하여 100% 소량생산 맞춤형 제품을 타겟
- 여러 공장에서 생산하던 기존 양산제품을 스마트팩토리에서 한 공장에서 생산하는 것은 이익이 나는 것으로 가정했을텐데 어떤 점에서 이익이 날 수 있었는지.
"심화된 자동화공정을 통해 비용을 절감하고 최적화했다."
- 이 회사의 제품을 통해 어떻게 스마트화를 달성할 수 있는지.
"다른 공작기계 회사들은 대량생산을 위한 공작기계를 만들지만 우리는 100% 소량생산 맞춤형 제품을 타깃으로 한다. 우리의 제품은 지구상 어느 회사도 만들 수 없다. 스마트화는 대량생산의 효율화보다 다품종 소량생산에 효율적인 방식이다."
□ 참가자 코멘트
◇ ㅇㅇㅇㅇ시스템 ㅇㅇㅇ 대표 : 장비의 지속적 혁신으로 스마트공장 완공
○ 1889년부터 기계식 수평선반 제작을 시작으로 CNC 수직, 수평 선반을 제작해온 기업이다. 지속적인 기술 혁신으로 기어 치형을 외부와 내부를 동시에 가공하며, 생산성 향상을 위해서 장비간의 제품이동 로봇을 적용하고 공정을 단순화하는 Smart한 장비를 생산한다.
○ 기어 가공을 하는 스마트 팩토리를 완공하여, 가공, 물류, 검사, 포장에서 관리까지 가능한 공장을 완공하여 운영하고 있으며, 이를 사업화 한다.
○ 피틀러는 스마트팩토리의 필수를 위해서 장비를 지속적으로 혁신한다. 또 장비간의 연결을 통해 융복합 형으로 생산성을 향상한다.
○ 스마트 팩토리를 완성해서 수익을 올리고 이를 사업화 한다. 이 과정에 모 회사인 10개의 기업의 협업이 중요한 역할을 했다.
◇ ㅇㅇ기계공업㈜ ㅇㅇㅇ 실장 : 깔끔한 공장 외형도 신뢰도 확보에 기여
○ 피틀러사는 Industry 4.0을 보고 배우기에 적합한 회사는 아니었지만, 공장외형을 보고 배울 점이 있었다. 한국처럼 간단한 철골구조의 공장 외벽에 깔끔하고 세련된 사무동을 연결한 모습은 한국에서 쉽게 찾아보기 힘든 중소기업의 모습이었다.
○ 한국의 많은 중소기업들은 정형화되고 오래된 공장 모습에서 벗어나지 못하고 있는 점을 생각했을 때 공장스마트화도 이루면서 선진국 공장처럼 깔끔하고 청결한 공장이 많아졌으면 좋겠다.
고객들은 공장 내 설비시설 뿐만 아니라 외형적 기준에서도 중소기업의 수준을 판단하리라 생각하며, 좋은 공장은 고객들이 방문했을 때 신뢰도를 충분히 높일 수 있겠다고 생각했다.
◇ ㅇㅇㅇㅇ연구원 ㅇㅇㅇ 연구위원 : 미래의 공장 변화를 보여준 사례
○ 피틀러사에 속한 DVS 기술그룹과 함께 조성한 벤츠 자동차에 납품함 16개의 다른 휠을 생산하는 완전 무인화되고 최적의 정보공유와 생산효율화를 달성한 스마트팩토리는 앞으로 미래의 공장이 어떻게 변화할지 보여주는 주요 사례로 판단된다.
○ 벤츠사와 연동된 SCM을 기반으로 재고없이 생산하고 전 생산프로세스가 전 자동으로 가공되며 프로세스 간 연결 또한 실시간 정보를 기반으로 인공지능을 통한 분석으로 작업지시, 스케줄링, 기계 간 운반 등이 이루어져 최적의 프로세스로 생산라인이 운영되고 있어 향후 실제 제조 공장 방문을 통해 현장을 꼭 볼 필요가 있다.
◇ ㅇㅇ도청 ㅇㅇㅇ 주무관 : 독자적 제품으로 이룬 100년 역사 중소기업 인상적
○ 100년 역사를 가진 중소기업으로 고부가가치가 있는 특수 부품을 자동화시스템을 통해 제작하여 독자적인 제품으로 경쟁력을 가지고 있었다.
◇ ㅇㅇ도청 ㅇㅇㅇ 물류담당 : 잘하는 것에 집중하여 자동화한 사례
○ 피틀러사는 중견규모의 제조업체로서 집중적인 연구개발과 DVS그룹 내 다른 회사와의 협력을 통해 생산기술을 향상시키고 있다. 기술적 혁신을 통한 최첨단 자동화와 단위비용 절감을 하고 있다.
○ 현대의 기업은 기업이 가장 잘 할 수 있는 한가지만 집중하고 나머지는 모두 아웃소싱 하는 추세임을 감안하여 우리 경남의 제조업에서도 피틀러사와 같은 첨단 자동화 시스템을 도입 시 경쟁력이 있을 것 같다.
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